宽带海事卫星通信系统研究

摘要：基于宽带海事卫星通信系统集成了多种先进技术手段，阐述系统运行原理和方式，提出系统优势与技术特点，探索宽带海事卫星通信系统技术的应用措施。

关键词：通信工程，宽带，海事卫星

航海运输行业的发展，能够为贸易工作和国际交流提供便捷，同时有助于拉动我国经济水平的提升。航海运输会面临较多的风险因素，尤其是海上环境变幻莫测，容易导致危险事故的发生，威胁人们的生命财产安全。只有对多种航海数据进行全面分析，明确船舶的航行状况，才能够做好充足的准备工作，防止海事风险的发生。随着技术水平的提升，宽带海事卫星通信系统逐步得到应用，可以充分发挥高通量宽带卫星和地面网络系统的作用，为海航运输提供可靠的保障。通过有效的互联网接入，可以满足工作中的个性化与多元化需求。相较于其他技术而言，该技术在抗干扰性能和稳定性等方面都具有明显的优势，在应用中应该掌握技术要点，制定切实可行的技术方案。

1 宽带海事卫星通信系统概述

1.1 基本构成

海事VSAT和第五代海事卫星宽带通信系统FX，是当前宽带海事卫星通信系统的基本类型，在提供通信服务时具有全天候、全球性和稳定性等特点，能够对大西洋、太平洋和印度洋等实现全面覆盖，在海陆空的安全通信和日常通信中应用较多[1]。空间卫星在Ka频段运行，包括可旋转高容量荷载和全球荷载，能够通过多个信道和点波束增强系统运行性能，促进通信能力的提升。为了能够有效应对极端天气的影响，关口站数量通常设置为两个。同时在收发及处理信号时借助于移动终端实现，满足互联网访问和视频传输的需求。

1.2 系统特点

Ka波段通信是宽带海事卫星通信系统的基本特点，能够保障良好通信宽带，上传5Mbps和下载50Mbps大大提高了传输速率。A、B、M、F终端、第四代卫星FB终端和第五代卫星GX等，是当前移动终端的基本类型，尤其是第五代海事卫星通信系统的应用，使得宽带优势得到体现[2]。

2 宽带海事卫星通信系统的优势与技术特点

2.1 系统优势

Ka波段的应用，是宽带海事卫星通信系统的基本特点，大大扩大了覆盖范围，宽带速率达到了上行5Mbps和下行50Mbps，满足用户终端的需求。尤其是卫星波束的不同，满足终端在不同场景下的使用需求，通过流畅的切换提高通信质量。在通信热备份保障中，第四代卫星FB的应用效果较好，使得整个系统的功能得到强化。在该系统中还实现了第四代海事卫星通信系统和第五代海事卫星通信系统的融合，在不同服务当中通过自由切换保障通信效率与质量[3]。同时与网络服务设备共同发挥系统功能，网络路由的选择更加快捷，在增强其可靠性的同时，能够获得高速数据。雨衰的增大是由于降雨而引起，会导致五代卫星Ka波段高频信号的传输受到严重影响，此时能够通过识别故障问题，向第四代卫星终端进行自动切换，保障网络路由的良好运行效果。如果降雨停止，那么就会再次完成自动切换，发挥第五代卫星终端的功能。

2.2 技术特点

Ka波段的应用，是改善系统性能的关键。尤其是与传统的C、K频段相比较而言，具有多样化的可用频率资源，因此可以满足不同服务功能需求，其频率在3.5GHz左右。对于频率利用率的提升，可以借助于点波束实现，相较于以往而言能够提高20 倍，因此能够有效降低运行成本，同时扩大了通信容量。在增益上的优势，也是Ka波段卫星信号的基本特点，因此可以大大减小用户终端的体积，为用户提供便捷。运用Ka波段卫星系统时，需要重视关口站的应用，增强信息网络的整体性，使用户本地化接入和馈电链路频率服用功能得到优化。高效化运用了频率复用和点波束，因此在容量上得到了扩展，在200Gb/s左右[4]。受到地面通信系统工作频率的影响较小，因此有效增强了宽带海事卫星通信系统的抗干扰性能，这也是提高通信质量的关键。雨衰问题的存在，会对系统的应用造成一定限制，因此需要引进先进技术手段进行控制。

3 宽带海事卫星通信系统技术的应用措施

3.1 视频监控与视频会议

船舶在海上航行时会面临较多的风险因素威胁，只有做好安全管理，才能为人们创造良好的环境条件。应该增进与岸上指挥中心的交流沟通，从而对海上情况进行全面分析，以便采取针对性解决措施。尤其是在遇到海盗袭击等安全问题时，需要加强各部门的安排部署，降低在航行过程中的风险。运用宽带海事卫星通信系统进行视频监控与视频会议，是提升安全性的关键措施。卫星链路传输、船舶本地视频采集、岸上控制及显示，是视频监控系统的主要组成部分。其中，硬盘录像机是该系统中的关键构成，应用于驾驶台当中，通过有效连接舱外云台摄像机，能够达到持续录像的目的[5]。运用视频监控系统，能够在录像保存中真正实现自动化处理，指挥中心能够以远程手段获得录像视频，确保传输的稳定性及高效性。卫星IP网络在实时画面的获取中更具可靠性，能够增进指挥中心和船舶的密切联系，监控视频画面也可以通过家是台中的视频监视器进行获取，防止信息沟通不畅引起的问题。视频会议终端设备在会议室中的应用，可以通过输入船上视频监控画面，连接指挥中心视频会议，因此可以确保会议的顺利开展，通过岸上与海上的交流互动实时掌控船舶的运行状况。

3.2 船员WiFi上网

由于在海上生活十分漫长，船员与家人长期分隔，只有通过互联网才能拉近彼此之间的关系，满足船员的实际需求。因此，应该运用宽带海事卫星通信系统改善上网条件，使平板、智能手机和笔记本等终端设备的功能得到充分发挥。WiFi上网应该消除时间和空间等限制性因素，使船员的上网能够更加便捷。相较于陆地网络而言，卫星通信系统的宽带一般较低，应该以船舶的安全航行为基础，优化WiFi上网。应该明确FX卫星通信链路的基本特征，运用集中式认证管理的方式，对上网环境进行优化，在此过程中需要借助于无线控制路由器。做好船上网络设备和、办公网络、WiFi上网、船载终端、地面站、系统管理认证平台之间的有效衔接，保障良好的通信质量[6]。

3.3 机载卫星宽带接入服务

为了能够提供可靠的全程通信接入服务，应该明确宽带海事卫星通信系统在机舱中的重要性，满足国际航班和国内航班的不同需求。除了能够满足多媒体通信需求，还能够为应急通信、交通管制和飞机导航等工作提供依据，通过可靠的宽带接入，能够使各类信息数据的传输更加高效，包括了客舱乘客状态信息和驾驶舱信息等。无论是乘客还是飞行员，都能借助于宽带海事卫星通信系统实现全面管理，提高卫星通信的性能，通过一个集成包管理多个业务，比如飞行数据、语音、天气预报等。飞前申报和许可、位置报告、短信服务和气象信息的获取等，都会由于宽带海事卫星通信系统的应用而更加便捷。

4 结语

宽带海事卫星通信系统包括了空间卫星、关口站和移动终端等各个部分，系统的高效化运转能够有效增强海事工作安全性，实现指挥中心与船舶的密切联系，降低航行的风险隐患。该技术应用了高频段和点波束等，同时具有较大的容量，因此可以保障系统的良好性能。在实践工作当中，主要是通过视频监控与视频会议、船员WiFi上网和机载卫星宽带接入服务等满足工作要求，保障通信传输的质量与效率。

[1]高迎.宽带海事卫星通信系统的基本特点及应用[J].数字通信世界，2020(07):190-191.

[2]刘伟.便携式海事卫星宽带通信终端的设计与实现[D].四川：电子科技大学，2020.

[3]林菡.宽带海事卫星通信系统技术的基本特点及应用[J].中国新通信，2019，21(23):18.

[4]马进华.宽带海事卫星通信在我国的发展与应用[J].中国新通信，2018，20(15):91-92.

[5]马进华.宽带海事卫星通信系统的技术特点与应用[J].现代信息科技，2018，2(07):66-67+70.

[6]梁彦霞，肖丽媛.基于卫星的宽带Internet接入[J].电子科技，2014，27(01):60-62+66.